Nghiên cứu ổn định và biến dạng của công trình bờ kè ven sông trong điều kiện đất yếu và nước nổi ở vùng đồng bằng sông cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC oOo NHIEÄM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN ĐẶNG THANH MINH Phái : Nam Ngày sinh : 06-3-1967 Nơi sinh : Vónh Long Chuyên ngành : Công Trình Trên Đất Yếu Mã số ngành :31.10.02 I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CỦA CÔNG TRÌNH BỜ KÈ VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ NƯỚC NỔI Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II- NHIỆM VỤ & NỘI DUNG : Nhiệm vụ : Nghiên cứu ổn định & biến dạng công trình bờ kè ven sông điều kiện đất yếu nước Đồng Bằng sông Cửu Long Nội dung : * PHẦN I : TỔNG QUAN Chương : Tổng quan công trình bờ kè ven sông đất yếu ĐBSCL * PHẦN II : NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu đặc điểm đất yếu nước Đồng Bằng sông Cửu Long Chương 3: Nghiên cứu cấu tạo bờ kè ven sông điều kiện đất yếu nước Đồng Bằng sông Cửu Long Chương 4: Nghiên cứu giải pháp tính toán ổn định cho bờ kè ven sông điều kiện đất yếu nước Chương : Nghiên cứu biến dạng đất yếu sau tường bờ kè ven sông điều kiện đất yếu nước Chương 6: Ứng dụng kết qủa nghiên cứu để tính toán cho công trình bờ kè thực tế ven sông Tỉnh Vónh Long * PHẦN III : KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận & kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG TS LÊ BÁ VINH Chương 7: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG -TS LÊ BÁ VINH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG Nội dung đề cương Luận Văn Thạc Só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH SUMARY OF THESIS Riverbank erosion and sliding which had caused considerate damages to local people and the Government for recent decades in Vietnam, exspecially in some areas of the Mekong Delta The Mekong Delta was place where these happened most The measuring and designing works to protect the riverbanks had to face with many difficult problems which were related to the deformation and stabilization of riverbank works in the Mekong Delta The main purpose of this Thesis is to study theories of the deformation and stabilization for the river embankment in the Mekong Delta, to point out the measure solution and reasonable infrastructure for this kind of work The Thesis consists of Parts which are including Chapters PART 1: OVERVIEW Chapter 1: The overview research on the erosion, sliding of soil along rivers and river embankment works PART 2: RESEACH AND DEVELOPMENT Chapter 2: The research on major features of soft soil, affections of floodness and erosion to riverbank in the Mekong Delta Chapter 3: The study of some infrastructures of river embankment works in the Mekong Delta Chapter 4: The study of theories on measuring the deformation and stabilization of river embankment works Chapter 5: The research on deformation of soil foudation behide the soil retaining wall Chapter 6: The application of the research result to calculate and select the resonable solution for present river embankment works PART 3: CONCLUSION AND PROPOSAL Chapter 7: The remark and conclusion on calculating, Proposal on the existent problems which are needed to take more reseach The final Part of this Thesis will be the Anneses on calculating, the results and documentations for reference Lời Cảm Ơn Xin chân thành cảm ơn q Thầy Cô tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức khoa học q báu, năm học qua đến luận án hoàn thành Chân thành cảm ơn Giáo Sư Tiến Só Khoa Học LÊ BÁ LƯƠNG Tiến Só LÊ BÁ VINH giảng dạy hướng dẫn tận tình học tập, nghiên cứu khoa học hoàn thành luận án Chân thành cảm ơn q thầy cô: Giáo Sư Tiến Só Khoa Học NGUYỄN VĂN THƠ Giáo Sư Tiến Só Khoa Học HOÀNG VĂN TÂN Tiến Só CHÂU NGỌC ẨN Tiến Só CAO VĂN TRIỆU Phó Giáo Sư Tiến Só TRẦN THỊ THANH Tiến só LÊ BÁ KHÁNH Đã giảng dạy truyền đạt kiến thức khoa học quý báu cho em học viên cao học, có đủ kiến thức để thực luận án nâng cao trình độ chuyên môn Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô, Anh Chị Phòng Đào Tạo Sau Đại Học tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập thực luận án TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2003 HỌC VIÊN NGUYỄN ĐẶNG THANH MINH TÓM TẮT LUẬN ÁN Sạt lở bờ sông thập niên gần đây, gây nhiều thiệt hại người cải vật chất cho người dân quyền địa phương Việt Nam, đặc biệt khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Đồng Bằng Sông Cửu Long nơi xảy nhiều Việc tính toán thiết kế công trình bảo vệ bờ sông gặp nhiều khó khăn vấn đề ổn định biến dạng công trình ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long Mục đích luận văn nghiên cứu lý thuyết tính toán ổn định biến dạng bờ kè ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long, nhằm tìm giải pháp tính toán cấu tạo hợp lý cho loại công trình Luận án bao gồm phần chương PHẦN I: TỔNG QUAN Chương 1: Tổng quan công trình bờ kè ven sông đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU & PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu đặc điểm đất yếu, tình hình lũ lụt xói lở bờ sông Đồng Bằng Sông Cửu Long Chương 3: Nghiên cứu số dạng cấu tạo công trình bờ kè ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long Chương 4: Nghiên cứu lý thuyết tính toán ổn định chọn giải pháp tính toán cho công trình bờ kè ven sông Chương 5: Nghiên cứu biến dạng đất sau tường chắn ven sông đất yếu Chương 6: Ứng dụng kết nghiên cứu để tính toán chọn giải pháp hợp lý cho công trình bờ kè thực tế ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương 7: Nhận xét, kết luận kiến nghị vấn đề cần nghiên cứu tiếp tục Phần cuối luận án tài liệu tham khảo, phụ lục tính toán kết thí nghiệm đất tác giả thực CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Giáo Sư Tiến Só Khoa Học LÊ BÁ LƯƠNG Tiến Só LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét : Giáo Sư Tiến Só Khoa Học NGUYỄN VĂN THƠ Cán chấm nhận xét : Tiến Só CAO VĂN TRIỆU Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , ngày tháng năm 2003 Luận văn Thạc Só Trang MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Đồng sông Cửu Long (Mekong Delta) bao gồm 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vónh Long, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang An Giang, có khoảng 50% dân cư sống tập trung ven sông Tiền sông Hậu Hầu hết tỉnh có địa hình sông ngòi chằng chịt, địa chất yếu, sạt lở bờ sông lũ lụt xảy nhiều nơi gây thiệt hại lớn người hàng năm Từ xưa đến nhiều dạng bờ kè xây dựng để chống xói lở bờ bảo vệ công trình xây dựng ven sông Tuy nhiên có nhiều công trình bờ kè xảy cố bị trượt, nghiêng, sụp đổ hoàn toàn phải gia cố sửa chữa lại tốn Vì việc nghiên cứu ổn định biến dạng công trình bờ kè nhằm tìm giải pháp hợp lý ,để bổ sung việc tính toán thiết kế xây dựng công trình bờ kè ven sông ĐBSCL Trong phạm vi đề tài, tác giả nghiên cứu vấn đề sau : 1- Nghiên cứu giải pháp tính toán ổn định tường bờ kè cọc có neo 2- Nghiên cứu giải pháp tính toán ổn định biến dạng đất yếu sau tường bờ kè 3- Chọn phương pháp tính toán cấu tạo hợp lý phù hợp với đất yếu ven sông ĐBSCL Đề tài nghiên cứu có ý nghóa thực tiễn cần thiết HẠN CHẾ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: Đề tài nghiên cứu chủ yếu sâu lý thuyết tính toán, phạm vi giới hạn toán phẳng chiều.Việc nghiên cứu thí nghiệm trường nhiều khó khăn hạn chế Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só PHẦN I: CHƯƠNG 1: Trang TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH BỜ KÈ VEN SÔNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (Mekong Delta) 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÓI LỞ ĐẤT VEN SÔNG Ở ĐBCSL: Đồng sông Cửu Long (Mekong Delta) bao gồm 12 tỉnh, có nhánh sông chảy qua sông Tiền sông Hậu, đổ biển Đông qua cửa gồm: cửa Đại, cửa Tiểu, cửa Hàm Luông, cửa Cổ Chiên, cửa Cung Hầu, cửa Định An, cửa Trần Đề cửa Bassac Đây hệ thống sông lớn Việt Nam Do đặc điểm địa hình phức tạp, địa chất yếu Chế độ dòng chảy, lũ lụt… xảy nhiều đợt xói lở đất nhiều năm qua, gây thiệt hại lớn người Chỉ riêng năm 2000, dọc theo tuyến bờ sông Tiền sông Hậu thuộc hệ thống sông Cửu Long, nhà nghiên cứu khảo sát thực tế thống kê 68 điểm sạt lở lớn: Tỉnh Đồng Tháp 16 điểm, Vónh Long 10 điểm, Bến Tre điểm, Cần Thơ điểm, Sóc Trăng điểm, Trà Vinh điểm sạt lở 1.1.1 Tình hình xói lở số tỉnh năm 2000: - Xói lở khu vực Thường Phước, huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp thuộc vào loại mạnh tổng số 68 điểm xói lở toàn tuyến sông Cửu Long, mức bình quân sạt lở sâu vào bờ từ 30m đến 50m/năm Mỗi năm sạt lở khu vực làm hàng chục nhà, hàng trăm hộ phải di dời, hàng trăm hecta đất ven bờ sông bị nước trôi - Ở thị trấn Tân Châu, tỉnh An Giang, riêng trận lũ lịch sử năm 2000, xảy đợt sạt lở lớn, làm đổ nhiều nhà Vào tháng năm 2000 đoạn bờ sông từ UBND huyện Tân Châu phía hạ lưu, lở khối đất dài 50m sâu vào bờ 8m sụp xuống sông Vào ngày 6/12/2000 công viên trước UBND huyện Tân Châu, sạt lở khối đất dài gần 45m, sâu vào bờ 20m Ngày 21/12/2000 đoạn bờ sông trạm đo thủy văn Tân Châu đến cửa kinh Vónh An, khối đất dài 50m sâu vào bờ 40m bị sụp xuống sông, mang theo nhiều nhà, cột điện công trình kiến trúc khác - Ở thị xã Sa Đéc tỉnh Đồng Tháp, sạt lở bở sông kéo dài nhiều năm với phạm vi dài 10km tiến sâu vào bờ gần 3km, làm nhấn chìm làng, Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang trường Trung Học, trụ sở Sở Thủy Lợi, Sở Lương Thực, Chi cục Thống kê, Công ty Ngoại Thương hư hỏng toàn tuyến cừ thép dài 500m,… - Bến phà Mỹ Thuận, phía bờ sông Tiền liên tục bị sạt lở với tốc độ 14 – 15m/năm, làm sụp đổ dãy phố, bến phà Từ năm 1978 đến bến phà Mỹ Thuận phải di dời đến vị trí Tổng hợp số vị trí sạt lở sông Tiền sông Hậu giai đoạn 1966-2002: Chiều dài Chiều sạt lở sạt lở sâu vào bờ (km) (m) Thường Phước - Thường Thới Tiền 1250 Hồng Ngự 110 An Phong 120 Bờ trái sông Tiền Tân Thạnh 130 Mỹ Xuông 250 Châu Thành - Mỹ Thuận 350 4,5 400 Mỹ Luông - Long Điền 120 Sa Đéc 10 1200 Mỹ Hội Đông 6,5 350 4,5 800 300 2,6 100 2,8 300 Tên sông Khu vực sạt lở Chợ Lách - Bến Tre Bờ phải sông Tiền Sông Vàm Nao Bờ trái sông Hậu Nhơn Hòa - An Châu Khánh An - Khánh Bình Bờ phải sông Hậu An Châu - Long Xuyên Bình Thủy - Cần Thơ Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 1.1.2 Một số hình ảnh sạt lở bờ sông ĐBSCL : Hình –1 : Sạt lở bờ sông khu vực thị trấn Tân Châu – An Giang Hình –2 : Sạt lở bờ sông Long Xuyên – An Giang Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Hình –3 : Sạt lở bờ sông bến phà Mỹ Thuận – Tiền Giang Hình –4 : Sạt lở bờ sông Tiền – P.1 – TX Vónh Long Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Trang Luận văn Thạc Só Trang 170 M - 10 M CÔNG TRÌNH VEN SÔNG Chiều cao H DẦM GIẰNG (30 X 40 ) cm DẦM GIẰNG (30 X 40 ) cm VẬT LIỆU GIA CỐ CHÂN KÈ VẢI ĐỊA KỶ THUẬT NỀN ĐẤT YẾU MẶT NẠO VÉT ( CÁC BIỆN PHÁP GIA CỐ NỀN ) CỪ TRÀM 5M - 25 CÂY / M2 Độ sâu chôn cọc D CUNG TRƯT NGUY HIỂM NHẤT CÓ F < CỪ TRÀM 5M (16 - 25 CÂY / m2) 2M chôn sâu 4-8m 2M CUNG TRƯT CHỌN CÓ F > 1.2 CÁT MỊN ( HOẶC SÉT PHA CÁT ) CỌC NEO BTCT TƯỜNG CỌC BẢN chiều dài tường cọc L DẦM MỦ BTCT (50 X 60 ) cm NEO THÉP ( HOẶC BTCT ) MẶT CẮT NGANG BỜ KÈ ĐAI Þ8,a.150 THÉP Þ14- Þ20 600 600 600 300 300 TƯỜNG CỌC BẢN 6Þ18,a.100 600 100 500 500 600 100 450 138 ° 500 600 100 MẶT CẮT 9° CHIỀU DÀI TƯỜNG CỌC BẢN 150 100 11 150 ĐOẠN TƯỜNG CỌC BẢN HÌNH -18 : CHỌN GIẢI PHÁP CẤU TẠO BỜ KÈ VEN SÔNG Ở ĐBSCL Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 171 6.4- CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN & GIẢI PHÁP CẤU TẠO HP LÝCHO BỜ KÈ VEN SÔNG Ở ĐBSCL : A-Chọn giải pháp tính toán ổn định bờ kè ,tác gỉa tóm tắt theo sơ đồ sau : BƯỚC Chọn lọc số liệu địa chất,địa hình,thủy văn Tình hình ngập lũ , xói lở, địa mạo , thí nghiệm cố kết ,Tải trọng tính toán BƯỚC Kiểm tra ổn định bờ đất theo phương pháp Fellenius - Bishop , tìm cung trượt có Fmin chọn cung trượt có F = - 1.2 BƯỚC Chọn vị trí đặt cọc cọc neo Chọn sơ kích thước phận kết cấu BƯỚC Chọn sơ đồ tính toán neo - đầu chôn vừa BƯỚC Tính áp lực đất theo CouLomb - Rankine BƯỚC Tính độ sâu chôn cọc Dmin Theo điều kiện cân momen neo o' Chọn độ sâu chôn cọc D= ( 1.2 - 1.3 ) Dmin BƯỚC BƯỚC Chọn lại chiều dài, kích thước cọc cọc neo,khoảng cách neo Tăng thêm neo Xác định nội lực , chuyển vị tường cọc cọc neo , neo : Mmax , Qmax , Fneo , u So sánh với tiêu chuẩn cho phép Kiểm tra theo phương pháp PTHH KHÔNG THỎA THỎA BƯỚC Chọn chiều dài cọc L = H + D + h xói lở Tính bố trí thép , thép neo BƯỚC 10 Kiểm tra ổn định tổng thể theo Fellenius - BiShop Với Fmin > 1.2 BƯỚC 11 Các biện pháp tăng cường chống xói lở chân kè BƯỚC 12 Kết qủa tính toán Giải pháp cấu tạo HÌNH 6-19 : SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KẾT CẤU BỜ KÈ DÙNG TƯỜNG CỌC BẢN Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 172 Sơ đồ tính toán ổn định bờ kè , gồm có 12 bước tính toán :  Bước : Chọn kết qủa khảo sát, thí nghiệm, tải trọng tác dụng  Bước : Xác định vị trí cung trượt nguy hiểm cung trượt an toàn để đặt vị trí tường cọc , cọc neo, phù hợp địa hình thực tế yêu cầu sử dụng cho phép  Bước 3: Chọn sơ kích thước phận, chiều sâu chôn cọc phải vượt qua cung trượt đoạn m cho lớp đất yếu dày Nếu lớp đất yếu mỏng bên có lớp đất tốt , chân cọc chọn cắm vào lớp đất đoạn m , (sao cho phù hợp với quan niệm tính toán neo , đầu có độ chôn sâu vừa ) để xác định hợp lý phía áp lực đất chủ động bị động đoạn chân cọc, dựa khả chuyển vị xảy  Bước 4: Chọn sơ đồ tính toán neo , đầu có độ chôn sâu vừa  Bước 5: Tính toán áp lực đất chủ động bị động theo Coulomb RanKine Quy lực tập trung tương đương  Bước 6: Tìm độ sâu chôn cọc Dmin theo điều kiện Mneo = 0, xác định L4 , chọn chiều sâu D = (1.2 – 1.3 ) Dmin  Bước 7: Xác định nội lực , chuyển vị theo phương pháp giải tích phương pháp PTHH (theo phần mềm Plaxis có )  Bước 8: So sánh với tiêu chuẩn cho phép ứng suất , chuyển vị , chophép , đồng thời kiểm tra theo phương pháp PTHH ( Nếu không thỏa phải chọn lại chiều dài cọc , cọc neo , tiết diện, chiều dài cọc qúa lớn tăng thêm neo mực nạo vét , để giãm bớt chiều dài cọc  Bước 9: Sau thỏa điều kiện kiểm tra , chọn chiều dài cọc bản, cọc neo có kể đến mức độ xói lở xảy  Bước 10: Kiểm tra ổn định tổng thể theo phương pháp Fellenius, Bishop Với hệ số ổn định tổng thể Fmin > 1.2  Bước 11: Các biện pháp tăng cường chống xói lở chân bờ kè, mực nạo vét  Bước 12: Cho kết qủa tính toán giải pháp cấu tạo cụ thể Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 173 B- CHỌN GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH & BÍÊN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT YẾU SAU TƯỜNG BỜ KÈ : tác gỉa tóm tắt theo sơ đồ sau : BƯỚC BƯỚC Chọn lọc số liệu địa chất,địa hình,thủy văn Tình hình ngập lũ , xói lở, địa mạo Tải trọng tính toán Kiểm tra ổn định theo phương pháp Fellenius - BiShop , tìm cung trượt nguy hiểm , có Fmin BƯỚC Xác định tải trọng an toàn đất q at BƯỚC Kiểm tra theo điều kiện theo tải trọng an toàn Nếu q at > q tt Nếu q at < q tt BƯỚC Tính toán biện pháp xử lý gia cố phù hợp BƯỚC Tính toán biến dạng giai đoạn cố kết Theo phương đứng S , S 1, S BƯỚC Theo phương ngang max , vmax Thời gian cố kết Mức độ cố kết So sánh với tiêu chuẩn cho phép KHÔNG THỎA THỎA BƯỚC Kiểm tra ổn định tổng thể theo Fellenius BiShop , thỏa điều kiện Fmin >1.2 KHÔNG THỎA THỎA Kết qủa tính toán BƯỚC Giải pháp cấu tạo HÌNH 6-20 : SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT SAU TƯỜNG BỜ KÈ Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 174 Sơ đồ tính toán ổn định biến dạng đất yếu sau tường bờ kè , gồm có bước tính toán :  Bước : Chọn lọc từ kết qủa khảo sát, tình hình xói lở ,thí nghiệm cố kết, tải trọng tác dụng  Bước : Xác định vị trí cung trượt nguy hiểm theo phương pháp Fellenius hay Bishop đánh gía ổn định có tải trọng tác dụng  Bước 3: Xác định tải trọng an toàn theo hình dạng tải trọng tác dụng  Bước 4: Kiểm tra điều kiện ổn định đất theo sức chịu tải cho phép  Bước 5: Tính toán biện pháp xử lý : gia tải trước , cừ tràm , bấc thấm , cọc vôi xi măng , … ( phải thỏa mãn điều kiện sứ c chịu tải an toàn sau gia cố lớn tải trọng tác dụng )  Bước 6: Tính độ lún theo phương đứng giai đoạn cố kết , biến dạng theo phương ngang sông, biến dạng theo thới gian, tốc độ thời gian cố kết  Bước 7: So sánh đánh gía theo tiêu chuẩn cho phép  Bước 8:Kiểm tra ổn định tổng thể theo phương pháp Fellenius, Bishop Với hệ số ổn định Fmin > 1.2 Nếu không thỏa tính lại biện pháp xử lý , cho c  tăng  Bước 9: Cho kết qủa tính toán giải pháp cấu tạo cụ thể Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 175 6.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ VÀ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM DO TÁC GIẢ THỰC HIỆN: - Khoan lấy mẫu đất công trình bờ kè sông Tiền, phường 1, TX Vónh Long, ngày 15/6/2003, với lỗ khoan sâu 20m, lấy 10 mẫu nguyên dạng - Thí nghiệm Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, từ ngày 16/6/2003 đến 05/7/2003 * Một số kết thí nghiệm tác giả thực : - Kết thí nghiệm nén cố kết, nén nở hông cắt trực tiếp : Tính chất lý Độ sâu lấy mẫu Đơn vò m A2 5-5,2 A3 9-9,2 A4 13-13,2 A5 15-15,2 p lực tiền cố kết kg/cm2 0,75 0,41 0,8 0,8 độ 0,262 7,31 0,46 7,51 0,419 6,44 0,547 6,1 Lực dính cu Độ bảo hòa G Sức chống nén nở hông qu Biến dạng dọc trục lúc phá hoại  kg/cm2 % 0,07 91,1 0,06 99,9 0,06 96,5 0,06 92,2 kg/cm2 0,16 0,18 % 8,36 4,89 Cấp áp lực nén : kg/cm2 Chỉ số nén Cc Góc ma sát  0,0 - 0,25 0,25 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 2,0 2,0 - 4,0 t50 phuùt 5,5 11 cv cm2/s 6,21.10-7 1,95.10-12 1,96.10-9 1,96.10-4 kv cm/s 2,99.10-7 4,46.10-12 4,07.10-9 1,75.10-4 t50 phuùt cv cm2/s 1,96.10-7 1,94.10-12 1,23.10-9 1,96.10-5 kv cm/s 1,61.10-7 6,31.10-12 3,24.10-9 3,04.10-5 t50 phuùt cv cm2/s 1,96.10-7 1,94.10-12 1,94.10-9 1,96.10-5 kv cm/s 1,18.10-7 4,3.10-12 t50 phuùt 10 cv cm2/s 1,95.10-7 1,93.10-11 1,94.10-9 1,94.10-6 kv cm/s 8,03.10-7 2,79.10-11 2,19.10-9 2,05.10-6 t50 phuùt cv cm2/s 1,94.10-7 1,91.10-11 1,93.10-9 1,93.10-6 kv cm/s 5,53.10-8 1,72.10-11 11 11 10 8,2 4 2,19.10-9 2,71.10-5 8 5 1,4.10-9 1,44.10-6 Do tài liệu địa chất chưa đủ số liệu để tính toán, nên tác gỉa thực số thí nghiệm , để xác định : áp lực tiền cố kết , hệ số nén, hệ số Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 176 thấm, thời gian cố kết nén ép chiều, để đưa vào tính toán theo kết qủa nghiên cứu * Một số hình ảnh khoan địa chất lấy mẫu đất nguyên dạng, bờ kè sông Tiền, P.1, TX Vónh Long thí nghiệm mẫu đất phòng : Khoan lấy mẫu đất trường: Khoan1 hố sâu 20m, lấy 10 mẫu nguyên dạng Mẫu đất đựng ống mẫu bọc paraffin Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 177 Cắt mẫu đất dao vòng Thí nghiệm nén cố kết chiều Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 178 Thí nghiệm nén đơn trục có nở hông , xác định qu Thí nghiệm cắt trực tiếp xác định c ,  Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 179 PHẦN III: CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I- NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐƯC: 1- Địa chất ven bờ sông ĐBSCL yếu, xói lở xảy liên tục theo quy luật tự nhiên.Vận tốc dòng chảy lớn vào mùa lũ nguyên nhân gây xói lở 2- Để chống sạt lở bờ sôâng giải pháp hiệu qủa nhanh chóng xây dựng bờ kè bảo vệ Trong dạng cấu tạo tường chắn ven sông ĐBSCL có qui mô lớn, áp dụng giải pháp tường cọc hợp lý , có độ bền ổn định cao, tận dụng sức chống đất, chế tạo thi công địa phương 3- Đối với đất ven sông có chiều dày lớp đất yếu lớn, chọn sơ đồ tính toán tường cọc có neo, đầu chôn sâu vừa (ù độ ngàm vừa đủ , Dmin < D 1, từ - 8m Và tính toán phương pháp giải tích, với áp lực đất theo Morh – CouLomb 4- Khi bị xói lở mặt nạo vét, sơ đồ tính toán cọc có thay đổi, từ sơ đồ neo đầu chôn sâu vừa (Dmin < D < Dmax ) sang sơ đồ neo đầu tự ( chôn nông ) Làm cọc phát sinh nội lực lớn, dẫn đến ổn định , chuyển vị hệ phía sông Kết phù hợp với biến dạng thực tế xảy Khi chọn độ sâu chôn cọc phải kể thêm xói lở đất mặt nạo vét ,có thể xảy đưa vào sơ đồ để tính toán 5- Biến dạng đất sau tường cọc có ảnh hưởng lớn đến chuyển vị ngang cọc bản, cần phải gia cố đất yếu , đảm bảo điều kiện đánh giá theo sức chịu tải an toàn đất ( K > ), khống chế vùng biến dạng dẻo phát triển, làm cho khối đất dịch chuyển phía sông, dẫn đến hệ kết cấu bờ kè ổn định 6- Biến dạng theo phương ngang phía sông giai đoạn cố kết sét yếu lớn Do tính toán cần phải có đủ số liệu thí nghiệm biến dạng giai đoạn cố kết như: hệ số nhớt, độ ẩm độ chặt, hệ số cố kết … theo thời gian Từ tính toán mức độ ổn định công trình theo thời gian sử dụng 7- Giải pháp cấu tạo tính toán cho công trình bờ kè ven sông ĐBSCL, chọn theo sơ đồ hình –18 , – 19 , –20 Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 180 II- KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: 1- Kiến nghị:  Biến dạng đất yếu có ảnh hưởng lớn đến chuyển vị ngang tường cọc bản, cần nghiên cứu ảnh hưởng sâu có xét đến nở hông, với mô hình đàn - dẻo  Tính ổn định biến dạng hệ cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng yếu tố như: xói lở đất chân tường cọc bản, nước chảy tràn bờ lũ rút, tải trọng động, ma sát âm ảnh hưởng gặp khu vực có xói lở dạng hàm ếch 2- Hướng nghiên cứu :  Nghiên cứu tính toán theo phương pháp giải tích cho tường cọc có nhiều neo, xây dựng đất yếu có nhiều lớp  Nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng tường cọc với ứng xử đất quanh vị trí mặt nạo vét ( đáy tường chắn)  Lập trình phần mềm tính toán tường cọc theo phương pháp giải tích, ngôn ngữ MatLab, để tính toán nhanh chóng so sánh kết với phương pháp PTHH, tìm kết qủa phù hợp nội lực, chuyển vị tường cọc cọc neo , có neo hay nhiều neo Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 181 MỤC LỤC Trang Nhiệm vụ luận văn Thạc Só Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: HẠN CHẾ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: PHẦN I: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH BỜ KÈ VEN SÔNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (Mekong Delta) 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÓI LỞ ĐẤT VEN SÔNG Ở ĐBCSL: 1.1.1 Tình hình xói lở số tỉnh năm 2000: 1.1.2 Một số hình ảnh sạt lở bờ sông ĐBSCL : 1.3 MỘT SỐ SỰ CỐ CỦA CÔNG TRÌNH BỜ KÈ (TƯỜNG CỌC BẢN): PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU & PHÁT TRIỂN CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA ĐẤT YẾU VÀ NƯỚC NỔI Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 2.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA ĐẤT YẾU Ở KHU VỰC ĐBSCL: 2.1.1 Cấu trúc địa chất: 2.1.2 Về khoáng chất đất sét : 2.1.3 Về tính thấm đất : 10 2.1.4 Sức chống cắt đất: 10 2.1.5 Đặc trưng lý đất bùn số tỉnh đồng Sông Cửu Long: 11 2.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA MẠO DỌC THEO SÔNG TIỀN VÀ SÔNG HẬU Ở ĐBSCL: 13 2.2.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất bờ sông đáy sông: 13 2.2.2 Đặc điểm địa mạo : 14 2.3 MỘT SỐ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT DỌC BỜ SÔNG, ĐIỂN HÌNH Ở ĐBSCL: 15 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU DẠNG CẤU TẠO BỜ KÈ VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU & NƯỚC NỔI Ở ĐBSCL 17 3.1 MỘT SỐ DẠNG CẤU TẠO BỜ KÈ VEN SÔNG THƯỜNG DÙNG: 17 3.1.1 Bờ kè mái nghiêng: 17 3.1.2 Bờ kè tường cừ gổ: 18 3.1.3 Bờ kè tường cừ thép : 19 Hoïc viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 182 3.1.4 Bờ kè bê tông cốt thép : 20 3.2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO BỜ KÈ THÍCH HP Ở ĐBSCL ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BIẾN DẠNG : 22 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CHỌN GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN VỀ ỔN ĐỊNH CHO BỜ KÈ VEN SÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU & NƯỚC NỔI 23 4.1 NGHIÊN CỨU CƠ CẤU PHÁ HOẠI KHỐI ĐẤT ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU VEN SOÂNG: 23 4.1.1 Cơ cấu sạt lở tự nhiên bờ sông ĐBSCL: (Khi chưa có giải pháp công trình bảo vệ ven bờ sông) : 23 4.1.2 Các dạng phá hoại khối đất yếu ven sông : 26 (Khi chưa có công trình bờ kè chắn đất) 26 4.2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA KHỐI ĐẤT ĐẮP VEN SÔNG (Chưa xét đến kết cấu bờ kè) : 28 4.2.1 Tính sức chịu tải đất yếu theo tải trọng an toàn (Pat) : 28 4.2.2 Ổn định tổng thể khối đất tường chắn: 31 4.2.2.1 Nội dung phương pháp mặt trượt trụ tròn: 32 4.2.2.2 Phương pháp Fellenius: 34 4.2.2.3 Phương pháp đơn giản hóa Bishop: 35 4.2.2.4 Phương pháp tổng quát hóa JanBu : 36 4.2.2.5 Tính toán ổn định tổng thể có xét đến ảnh hưởng gây trượt áp lực thấm ET : 37 4.3 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG BỜ KÈ: (Dạng tường cọc bản) 39 4.3.1 Các quan niệm tính toán áp lực đất : 39 4.3.2 Các phương pháp dựa lý thuyết Coulomb : 39 4.3.3 Các phương pháp dựa xây dựng thực nghiệm biểu đồ áp lực đất: 40 4.3.4 Các phương pháp dựa theo xu hướng tăng mạnh sức chống đất gần đáy tường cừ : 41 4.3.5 Caùc phương pháp có kể đến tính đàn hồi đất : 42 4.3.6 Các phương pháp trạng thái giới hạn : 42 4.3.7 Tính toán áp lực đất theo phương pháp cân dẻo lý thuyết RANKINE: 44 4.3.8 Nghiên cứu tính toán áp lực chủ động đất dính có xét đến điều kiện nước (ngập lũ) mưa nhiều : 46 4.4 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG CỌC BẢN: 48 4.4.1 Các phương pháp tính toán cọc cọc chịu lực ngang : 49 4.4.2 Phương hướng 1: Tính toán theo áp lực chủ động bị động 49 4.4.3 Phương hướng 2: Tính toán theo dầm đặt đàn hồi 63 4.4.4 Phương hướng 3: Tính theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 65 4.4.4.1 Sơ lược phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) : 65 Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 183 4.4.4.2 Các mô hình tính toán theo phương pháp PTHH : 66 4.5- NHẬN XÉT CHƯƠNG VÀ CHỌN GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN VỀ ỔN ĐỊNH CHO BỜ KÈ VEN SÔNG : 68 CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN DẠNG ĐỐI VỚI NỀN ĐẤT YẾU SAU TƯỜNG BỜ KÈ VEN SÔNG 70 5.1 NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG BỜ KÈ TRÊN ĐẤT YẾU VEN SÔNG: 70 5.1.1 Các sơ đồ biến dạng cọc BTCT đóng đất yếu ven sông: 70 5.1.2 Sự thay đổi hình dạng biểu đồ áp lực đất biến dạng dạng thay đổi chiều sâu chôn cừ t, cọc có neo: 73 5.2 NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT YẾU SAU TƯỜNG BỜ KÈ: 76 5.2.1 Tính toán độ lún theo phương đứng đất yếu sau tường bờ kè: 77 5.2.1.1 Xác định chiều sâu vùng hoạt động (Ha) đất yếu : 77 5.2.1.2 Tính toán độ lún ổn định biến dạng nén chặt giai đoạn cố kết thứ nhất: 80 5.2.1.3 Tính toán độ lún biến dạng từ biến giai đoạn cố kết thứ 2: 85 5.3.1.1 Trường hợp đồng nhất: (Bài toán chiều) 94 5.3.1.2 Trường hợp có nhiều lớp : 99 5.3.2 Tính toán độ lún theo thời gian dựa vào biến đổi độ ẩm - độ chặt đất neàn: 105 CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN VÀ CHỌN GIẢI PHÁP CẤU TẠO CHO CÔNG TRÌNH BỜ KÈ VEN SÔNG Ở ĐBSCL 109 6.1 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH: (Theo giải pháp xây dựng) 109 6.1.1 Mô tả công trình: 109 6.1.2 Sự cố xảy ra: 109 6.1.3 Điều kiện địa chất : 110 6.1.4- ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH BỜ KÈ : 113 I TRƯỜNG HP : Cọc chữ T , mặt nạo vét chưa bị xói lở 113 II TRƯỜNG HP : mặt nạo vét bị xói lở sâu 2m ( cọc chữ T ) 128 I TRƯỜNG HP : Tính toán mặt nạo vét chưa bị xói lở 137 II TRƯỜNG HP : Khi mặt nạo vét bị xói lở sâu 2m 147 6.3.1 Tính toán biến dạng theo phương đứng : 156 6.3.2 Tính toán biến dạng theo phương ngang: 162 I- Tính toán tốc độ biến dạng từ biến theo phương ngang ứng suất cắt : 162 II Tính toán độ chuyển dịch ngang phía sông : 165 III- Xác định thời gian cố kết đất giai đoạn cố kết thứ 1: 166 Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh Luận văn Thạc Só Trang 184 6.4- CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN & GIẢI PHÁP CẤU TẠO HP LÝCHO BỜ KÈ VEN SÔNG Ở ÑBSCL : 171 6.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ VÀ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM DO TÁC GIẢ THỰC HIỆN: 175 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 179 CHƯƠNG 7: NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 179 I- NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐƯC: 179 1- Kiến nghị: 180 2- Hướng nghiên cứu tieáp theo : 180 PHẦN PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO LÝ LỊCH KHOA HỌC Học viên : Nguyễn Đặng Thanh Minh ... kế công trình bảo vệ bờ sông gặp nhiều khó khăn vấn đề ổn định biến dạng công trình ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long Mục đích luận văn nghiên cứu lý thuyết tính toán ổn định biến dạng bờ kè ven. .. tạo công trình bờ kè ven sông Đồng Bằng Sông Cửu Long Chương 4: Nghiên cứu lý thuyết tính toán ổn định chọn giải pháp tính toán cho công trình bờ kè ven sông Chương 5: Nghiên cứu biến dạng đất. .. Trang TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH BỜ KÈ VEN SÔNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (Mekong Delta) 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÓI LỞ ĐẤT VEN SÔNG Ở ĐBCSL: Đồng sông Cửu Long (Mekong